2022年西南大学数据科学与大数据技术专业《计算机组成原理》科目期末试卷B(有答案)

2022年西南大学数据科学与大数据技术专业《计算机组成原理》科目期末试卷B（有答案）

一、选择题

1、地址线A15~A0（低），若选取用16K×1位存储芯片构成64KB存储器，则应由地址码（ ）译码产生片选信号。

A.A15，A14 B.A0，Al C.A14，A13 D.A1，A2

2、容量为64块的Cache采用组相联映射方式，字块大小为128个字，每4块为一组。如果主存为4K块，且按字编址，那么主存地址和主存标记的位数分别为（ ）。

A.16，6 B.17，6 C.18，8 D .19，8

3、组成一个运算器需要多个部件，但下面所列（ ）不是组成运算器的部件。

A.通用寄存器组

B.数据总线

C.ALU

D.地址寄存器

4、在补码加减交替除法中，参加操作的数和商符分别是（ ）。

A.绝对值的补码在形成商值的过程中自动形成

B.补码在形成商值的过程中自动形成

C.补码由两数符号位“异或”形成

D.绝对值的补码由两数符号位“异或”形成

5、下列编码中，能检测出所有长度小于或等于校验位（检测位）长度的突发错的校验码是（ ）。

A.循环冗余校验码 B.海明码 C.奇校验码 D.偶校验码 6、下列关于总线仲裁方式的说法中，正确的有（ ）。

I.独立请求方式响应时间最快，是以增加处理器开销和增加控制线数为代价的

II.计数器定时查询方式下，有，根总线请求（BR）线和一根设备地址线，若每次计数都从0开始，则设备号小的优先级高

III.链式查询方式对电路故障最敏感

IV.分布式仲裁控制逻辑分散在总线各部件中，不需要中央仲裁器

A.III，IV B. I，III，IV C. I，II，IV D.II，III，IV

7、按数据传送格式，总线常被划分为（ ）。

A.并行总线与串行总线

B.同步总线与异步总线

C.系统总线与外总线

D.存储总线与I /O总线

8、下列关于计算机操作的单位时间的关系中，正确的是（ ）。

A.时钟周期>指令周期>CPU周期

B.指令周期CPU周期>时钟周期

C.CPU周期>指令周期>时钟周期

D.CPU周期>时钟周期>指令周期

9、某计算机主频为1.2GHz，其指令分为4类，它们在基准程序中所占比例及CPI如下表所示。该机的MIPS数是（ ）。

A.100 B.200 C.400 D.600

10、中断服务程序的最后一条指令是（ ）。

A.转移指令

B.出栈指令

C.中断返回指令

D.开中断指令

11、计算机的外部设备指（ ）

A.输入/输出设备

B.外存储器

C.输入/输出设备和外存储器

D.以上均不正确

12、下列部件中不属于执行部件的是（ ）。

A.控制器 B.存储器 C.运算器 D.外部设备

13、某计算机主存地址空间大小为256MB，按字节编址。虚拟地址空间大小为4GB，采用页式存储管理，页面大小为4KB，TLB（快表）采用全相联映射，有4个页表项，内容见下图

对虚拟地址03FFF180H进行虚实地址变换的结果是（）。 A.015 3180H B.003 5180H C.TLB缺失 D.缺页

14、某计算机有16个通用寄存器，采用32位定长指令字，操作码字段（含寻址方式位）为8位，Store指令的源操作数和目的操作数分别采用寄存器直接寻址和基址寻址方式。若基址寄存器可使用任一通用寄存器，且偏移量用补码表示，则 Store指令中偏移量的取值范围是（ ）。

A.-32768~+32767 B.-32767~+32768

C.-65536~+65535 D.-65535~+65536

15、假定编译器对C源程序中的变量和MIPS中寄存器进行了以下对应：变量f、g、h、i、i分别对应给寄存器$s0，$s1，$s2，$s3，$s4，并将一条C赋值语句编译后生成如下汇编代码序列：

add $s0,$s1,$s2，

add $t1,$s3,$s4

sub $s0,$t0,$t1

请问这条C赋值语句是（ ）。

A. f=（g+i）-（h+i） B. f=（g+j）-（h+i）

C. f=（g+ h）-（j +i） D. f=（j +i）-（g+ h）

二、填空题

16、存储器和CPU连接时，要完成______的连接；______的连接和_______的连接，方能正常工作。

17、寻址方式按操作数的物理位置不同，多使用________型和________型，前者比后者执行速度快。

18、汉字的________、________、________是计算机用于汉字输入、内部处理、输出三种不同用途的编码。 19、多个用户共享主存时，系统应提供_______。通常采用的方法是_______保护和_______保护，并用硬件来实现。

20、计算机系统中，根据应用条件和硬件资源不同，数据传输方式可采用______传送、______传送、______传送。

21、汉字的_______、_______ 、_______是计算机用于汉字输入、内部处理、输出三种不同用途的编码。

22、流水CPU中的主要问题是________相关、________相关和________相关，为此需要采用相应的技术对策，才能保证流水畅通而不断流。

23、RISC机器一定是_______CPU，但后者不一定是RISC机器，奔腾机属于_______机器

24、堆栈是一种特殊的_______寻址方式，它采用_______原理。按构造不同，分为寄存器堆栈和_______堆栈。

25、按IEEE754标准，一个浮点数的阶码E的值等于指数的_________加上一个固定的_________

三、名词解释题

26、海明距离：

27、链式查询方式（菊花链方式）：

28、现场保护：

29、虚拟存储器：

四、简答题

30、指令和数据均存放在内存中，计算机如何从时间和空间上区分它们是指令还是数据。

31、宽体存储器有什么特点？

32、什么是RISC？RISC指令系统的特点是什么？

33、什么是并行处理？

五、计算题

34、假设磁盘存储器转速为3000r/min，分8个扇区，每扇区存储1KB，主存与磁盘存储器数据传送的宽度为16位（即每次传送16位）。假设一条指令最长执行时间为25s。

试问：是否可采用一条指令执行结束时响应DMA请求的方案，为什么？若不行，应采用什么方案？

35、设存储字长和指令字长均为24位，若指令系统可完成108种操作，且具有直接、一一次间接寻址、多次间接寻址、变址、基址、相对和立即这7种寻址方式，则可在保证最大范围内直接寻址的前提下，指令字中操作码占几位？寻址特征位占几位？可直接寻址的范围是多少？一次间接寻址的范围是多少？多次间接寻址的范围又是多少？

36、某磁盘存储器转速为3 000r/min，共有4个记录面，5道/mm，每道记录信息为12 288B，最小磁道直径为230mm，共有275道。试问：

1）磁盘存储器的容量是多少？

2）最高位密度与最低位密度是多少？

3）磁盘数据传输率是多少？

4）平均等待时间是多少？

5）给出一个磁盘地址格式方案。

六、综合题

37、在一个8级中断系统中，硬件中断响应从高到低的优先顺序是：1→2→3→4→5→6-7-8，设置中断屏蔽寄存器后，中断处理的优先顺序变为1→5→8→3→2→4→6→7。

1）应如何设置屏蔽码？ 2）如果CPU在执行一个应用程序时有5、6、7级3个中断请求同时到达，中断请求8在6没有处理完以前到达，在处理8时中断请求2又到达CPU，试画出CPU响应这些中断的顺序示意图。

38、假定在一个8位字长的计算机中运行如下类C程序段：

unsigned int x=134；

unsigned int y=246；

int m=x；

int n=y；

unsigned int z1=x-y；

unsigned int z2=x+y；

int kl=m-n；

int k2=m+n；

若编译器编译时将8个8位寄存器R1~R8分别分配至变量x、y、m、n、zl、z2、kl和k2，则回答下列问题（提示：带符号整数用补码表示）： 1）执行上述程序段后，寄存器R1，R5和R6的内容分别是什么（用十六进制表示）？

2）执行上述程序段后，变量m和k1的值分别是多少（用十进制表示）？

3）上述程序段涉及带符号整数加/减、无符号整数加/减运算，这4种运算能否利用同一个加法器及辅助电路实现？简述理由。

4）计算机内部如何判断带符号整数加/减运算的结果是否发生溢出？上述程序段中，哪些带符号整数运算语句的执行结果会发生溢出？

39、设某机器共能完成120种操作，CPU共有8个通用寄存器，且寄存器都为12位。主存容量为16K字（机器采用按字寻址），采用寄存器-存储器型指令。

1）欲使指令可直接访问主存的任意地址，指令字长应取多少位？

2）若在上述设计的指令字中设置一寻址特征位X，且X=0表示某个寄存器作为基址寄存器，试画出指令格式。试问采用基址寻址可否访问主存的任意单元？为什么？如不能，提出一种方案，使得指令可访问主存的任意位置。

3）若存储字长等于指令字长，且主存容量扩大到64K字，在不改变硬件结构的前提下，可采用什么方法使得指令可访问存储器的任意位置。